今年以來,疫情反復無常,面對嚴峻的市場環境,半導體產業聯盟四起,各方共同攜手抵御風險,提升自身實力。
韓國進軍功率半導體
近年來,功率半導體市場發展迅猛,美、歐、日等國家紛紛出臺法案,加大對功率半導體行業的扶持力度。而在這些國家相繼進軍該市場后,韓國望眼一看,為擴大其在半導體領域的影響力,也快馬加鞭攻入該領域。
最新消息,據韓媒ETNews 報道,為了開發新一代功率半導體,韓國于4月14日正式推出由其國內半導體企業、大學、研究所等組成的“新一代晶體工程部”,以應對碳化硅(SiC)、氮化鎵(GaN)、氧化鎵(GaO)等迅速增長的全球功率半導體市場。
該研究部門將開發以碳化硅(SiC)為基礎的國產功率半導體生態系統,還將培育與碳化硅半導體相關的材料、零部件和設備企業的發展,并決定為應對碳化硅半導體市場的增長,組成聯盟。
該聯盟聚集了LX Semiconductor、SK siltron、Hana Materials、STI等30家功率半導體企業,他們將參與材料、零部件、設備用功率半導體的開發。
其中,由LX Semiconductor開發碳化硅半導體、SK siltron公司負責碳化硅襯底、Hana Materials和STI將共同開發碳化硅半導體零件和設備技術、由光云大學、嘉泉大學和韓國國民大學支援碳化硅半導體研究開發基礎設施,由韓國國家納米材料研究所和陶瓷工程技術研究所支援技術。


此前3月,TrendForce集邦咨詢研究表示,目前最具發展潛力的材料即為具備高功率及高頻率特性的寬禁帶(Wide Band Gap;WBG)半導體,包含碳化硅(SiC)與氮化鎵(GaN),主要應用大宗為電動車、快充市場。


據TrendForce集邦咨詢研究推估,第三類功率半導體產值將從2021年的9.8億美元,至2025年將成長至47.1億美元,年復合成長率達48%。
面對充滿著無限機遇的功率半導體市場,韓國之前也開始早早部署。
2016年,韓國圍繞Si基GaN和SiC器件啟動功率電子國家項目;
2017年,韓國產業通商資源部(MOTIE)舉辦研討會,以837億韓元投入低耗能的SiC功率半導體;
2019年,韓國政府每年將提供1兆韓元(約合8.5億美元)的預算,以支持半導體材料、以及設備的國產化;
2021年,韓國政府投資2500億韓元(約14.58億人民幣),且表示未來10年將投資2.5兆韓元(約143億人民幣),加快功率半導體等技術的研發。
美企協力培育先進制造業
4月,據外媒businesswire報道,英特爾(Intel)、美光(Micron)、亞德諾半導體(Analog Devices Inc;ADI)和MITRE Engenuity宣布達成協議,加快半導體研究、開發和原型設計,以打造更堅強的美國半導體工業,在美國培育先進制造業,并在日益激烈的全球競爭中保護知識產權。
英特爾、美光、ADI和MITRE Engenuity將積極尋求來自美國半導體生態系統各個方面的行業和專家的共同參與,包括集成設備制造商(IDM);無晶圓廠芯片公司(Fabless);基礎設施、設計和制造工具的供應商;以及來自工業界和學術界的技術創新者。
據介紹,由MITRE Engenuity領導的半導體聯盟于2021年從工作組發展而來,其原則已發表在《美國創新促進美國增長》(American Innovation for American Growth )白皮書中,總結了該聯盟呼吁采取行動建立一個公平客觀的國家半導體技術中心(National Semiconductor Technology Center;NSTC)。
之前1月中旬,美國半導體行業協會(SIA)發布了《2021年美國半導體行業報告》。SIA表示,美國半導體產業的研發占比超過其他任何國家的半導體產業,但優勢地帶主要集中在EDA和核心IP、芯片設計、制造設備等研發密集型領域。其在芯片制造的份額正在急劇下降,需要更大力度的投資和激勵措施。
美國參議院在去年6月通過了《美國創新與競爭法案》(USICA),將劃撥520億美元用于支持芯片制造、研究和設計。此舉正是為了強化半導體供應鏈建設。
歐洲企業力圖FD-SOI技術突破
據外媒4月報道,CEA、Soitec、格芯(GlobalFoundries)和意法半導體(STMicroelectronics)宣布將在下一代FD-SOI(全耗盡絕緣體上硅)技術上展開合作。
2000年,伯克利的前任教授胡正明發明了FD-SOI技術。相較于體硅技術,FD-SOI可以實現對納米節點工藝制程下晶體管電流的有效控制和閾值電壓的靈活調控。因而,從21世紀伊始,以Leti、Soitec、STM為代表的歐洲半導體科研機構和公司開始投入該技術的研發。
FD-SOI使用的范圍廣泛,其中,汽車是2xnm FDSOI技術的主要應用領域,包括雷達、供電電池等物聯網設備。由于移動IC應用的功耗必須足夠低以最大限度的延長電池壽命,因此FD-SOI技術也十分適合移動IC應用。
此前也有聯盟成立以求SOI技術突破。
2007年,SOI聯盟(SOI Consortium)成立,之后越來越多的企業和機構開始關注SOI技術。目前,SOI聯盟的成員包含科研機構、材料商、設備商、集成芯片制造商、芯片設計商、芯片代工商、供應商等,且貫穿整個產業鏈。
回首過去幾十年,三星、IBM、格芯、意法半導體、CEA等企業一直不斷地嘗試,將FD-SOI技術向更先進的制程推進,還通過提高SOI晶圓產能和降低成本,以進一步推進該技術市場化。
當前,意法半導體可實現28nm FD-SOI量產,而格芯在德國德累斯頓擁有一家生產設施,采用22nm制程的22FDX工藝。FD-SOI在低功耗應用上具有顯著優勢,制造工藝也較FinFET簡化。
該技術走到22nm之后,特征尺寸已很難繼續微縮,所以亟待發展革新技術。技術研究中心CEA-Leti認為,FD-SOI制程可以擴展到10nm以下。
巨頭抱團成立UCIe產業聯盟
此前3月,英特爾、AMD、Arm、高通、微軟、谷歌、meta(元界)、臺積電、日月光、三星十家行業巨頭宣布正式成立通用小芯片互聯(Universal Chiplet Interconnect Express,UCIe)聯盟。該聯盟旨在推廣UCIe 技術標準,構建完善生態,使之成為異構封裝小芯片(Chiplet)未來片上互聯標準。


UCIe是一種開放的Chiplet互連規范,定義了封裝內Chiplet之間的互連,以實現Chiplet在封裝級別的普遍互連和開放的Chiplet生態系統。
UCIe 1.0規范涵蓋芯片到芯片I/O實體層、芯片到芯片協定和軟件堆疊,并利用了成熟的PCI Express(PCIe)和Compute Express link(CXL)高速互連標準。
該標準最初由Intel提議并制定,后開放給業界,共同制定而成。目前,UCIe標準面向全行業開放。